時間:2023-09-18 17:06:57
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇智能制造技術標準范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
作為民族通信制造業脊梁的老牌國企,中國普天逐漸由制造向更高技術和更高利潤率的標準制定和系統研發上進行轉變,普天智能存儲卡產業的突破是普天制造向普天創造轉變的典范。
據悉,普天一直對移動存儲卡的研發投入很大。2004年,中國普天經過嚴密的論證分析,以邢煒總裁為核心的中國普天領導層做出投資移動存儲產業的重要決策,由普天研究院負責智能移動存儲標準制定、專利申請和產品開發,普天茂德科技(重慶)有限公司負責產品的產業推廣。經過幾年的努力,中國普天推出了全球第一片智能存儲卡,移動存儲產業做到國內市場名列前茅,改變了存儲卡領域中外力量難以抗衡的局面。中國普天首當其沖地成為智能移動存儲的開拓者和領頭羊。
中國普天副總裁、普天研究院院長陶雄強表示,普天人并沒有局限在技術的革新和標準帶頭制定上,而是將一個新型的產業培育起來。
自2004年中國普天擔任移動存儲器標準工作組組長單位至今,一直致力于推進具有自主知識產權的智能存儲卡標準的制定和產業化進程。移動存儲器標準工作組遵循信息產業部以支撐產業發展為第一要務的指導思想,加快實施標準戰略,建立了一套完善的移動存儲技術標準體系,包括:新一代智能移動存儲技術標準、基于移動存儲的信息安全技術標準等具有自主知識產權的技術標準;閃存盤通用規范、便攜式數字音頻/音視頻播放器通用規范、移動硬盤通用規范、存儲卡通用規范等市場主流產品的質量檢測標準。其中,智能移動存儲技術標準成為劃分新舊移動存儲產業的標志,給整個產業帶來了新的機遇,帶動了整個移動存儲產業進入一個新的高速發展階段。擔任移動存儲器標準工作組組長的普天研究院常務副院長陳慶方也因此榮膺“2007年度通信產業先鋒技術人物獎”。
普天智能存儲卡盡顯普天實力
智能存儲是集RFID、安全、Flash等多種最新技術于一身的新型技術。中國普天創新性地提出并制定了智能移動存儲標準,該標準是新一代移動存儲標準的核心。智能移動存儲標準克服了國外已有標準的不足,它有機融合了大容量數據存儲、安全、RFID技術,強調應用和服務,成為支撐多種行業應用的平臺。
2007年,中國普天在北京國際金融展、北京國際通信展、深圳高交會上,相繼向各界展示了其自主研發的全球第一片智能存儲卡。
普天智能存儲卡具有數據存儲、數據加解密、用戶身份認證、非接觸式刷卡等功能,能夠存儲從32M到32G字節的數據,適用于當前幾乎所有數字產品,可插在手機、移動數字電視、PMP等便攜終端上使用;由于普天智能存儲卡內置安全認證、鑒權功能支持,因此能夠方便支持用戶身份認證、數據加解密、數字內容版權保護、移動支付、充值等安全功能;而RFID帶來的快捷和方便使得普天智能存儲卡可以滿足現場刷卡支付的各種應用場合。
三大領域實現突破
由于移動智能存儲卡本身擁有的特性,使得移動智能存儲卡在金融業、廣電行業、出版行業、電信行業、政府部門、醫療行業和普通消費電子行業都有十分巨大的發展潛力。現在,普天智能存儲卡已在移動支付和移動電子商務領域、數字內容發行領域、移動數字電視領域等尋找到了大客戶并開始進行規模試商用,并希望通過這三個焦點領域的成功來實現更大規模的推廣。
2007年12月24日,普天與銀聯、上海瀚銀簽署了面向第三代移動支付系統領域的戰略合作協議,在上海浦東進行為期三個月的千卡規模移動支付試商用試驗,用戶可以通過終端插入智能存儲卡完成移動支付。
此次試驗獨立于移動運營商,但是移動運營商通過產生的流量獲得收入。陳慶方指出,這種移動支付與通過SIM卡進行移動支付不同,沒有打破現有的金融體系結構,可以達到運營商與金融機構雙贏的局面。
與此同時,普天智能存儲卡在廣電和數字信息內容發行領域正緊鑼密鼓地進行試驗。中國普天和某運營商目前就普天智能存儲卡在移動數字電視領域應用開展合作,作為移動數字電視的用戶卡,智能存儲卡可提供用戶鑒權、節目解密等條件接收功能,以及移動數字電視增值業務功能。
中國普天還與某內容提供商就利用智能存儲卡發行奧運信息開展合作,向用戶提供大容量的文字、圖片、音樂、視頻等多媒體內容。例如,在奧運期間可利用智能存儲卡作為載體,向各國友人宣傳中國傳統文化、傳播奧運資訊。除了預先錄制在智能存儲卡中的內容外,還可以通過移動運營商的網絡對卡片中的內容進行更新。
此外,普天智能存儲卡還可以應用于公用事業繳費業務、電信行業增值業務、政府部門電子政務、醫療行業電子病歷、普通消費電子行業等。2008年,多功能卡成為金卡工程的核心工作重點,國家金卡工程多功能卡應用聯盟準備制定“一卡多用”標準,以求解決目前水電卡、交通卡、社保卡、醫療卡、銀行卡等種類繁多的困擾。陳慶方認為:智能存儲卡是一個實現一卡多用的非常好的方案。
以創造打破國外壟斷
中國在通信及其應用領域一直都處于技術和市場相對落后的地位,不過在智能存儲卡行業,中國在后起的情況下,以較為輕快的步伐走在了其他通信強國的前面。
在智能存儲卡領域,中國存儲卡企業一直處于被日美企業收取高達6%專利費的不利處境。為了打破國外企業壟斷,保護中國企業和消費者利益,推動國內移動存儲產業發展,2004年在信息產業部支持下成立了移動存儲器標準工作組,普天信息技術研究院擔任組長單位,包括中國普天、中國電子技術標準化研究院、聯想、華旗等企業參與,已發展正式成員20家(大陸企業)、觀察員2家(臺灣和美國企業),另有多家中外企業、標準組織也向工作組遞交了加盟申請。
數字電視作為電子信息產業和文化產業有機融合的產物,是指采用數字技術實現節目內容制作、存儲、播出、傳輸、接收及應用服務的整套系統,本規劃中的數字電視產業主要指與數字電視系統相關的產品制造業。數字家庭是指通過網絡實現家庭內部各種家用電子電器產品之間及其與外部的互聯互通,使家庭成員能夠便捷地實現互動娛樂、信息服務與智能控制,本規劃中的數字家庭產業主要指與數字家庭系統相關的制造業以及與應用服務相關的配套產業。
隨著數字化、網絡化、智能化生活理念的日益普及,作為傳統家庭生活娛樂中心的數字電視與新興的數字家庭關系更加緊密。數字電視產業的發展極大豐富了數字家庭的內涵,為數字家庭業務提供了重要支撐,數字家庭業務的創新和拓展則促進了數字電視產業的快速發展。發展數字電視與數字家庭產業,是培育發展新一代信息技術產業、推動產業轉型升級、促進經濟發展方式轉變的戰略要求,對于推動三網融合取得實質性進展、提高經濟社會信息化水平、提升人民生活品質、促進國民經濟長期平穩較快發展具有重要意義。
“十二五”面臨的形勢
(一)宏觀環境促進產業轉型。我國經濟發展方式將逐步從主要依靠投資、出口拉動向依靠消費、投資、出口協調拉動轉變。工業化和信息化深度融合、戰略性新興產業積極培育、數字電視和三網融合政策進一步貫徹落實,將為數字電視和數字家庭產業的發展提供有力支持。綠色環保、低碳節能作為數字電視與數字家庭產業轉型升級的重要方向,是產業可持續性發展的內在要求。
(二)消費升級助推產業發展。“工業化、信息化、城鎮化、市場化、國際化”五化并舉,產品更新換代加速,城市化帶動城市家庭數量快速增加,居民對精神文化需求日益增長,數字家庭娛樂、智能家居、遠程教育、社區服務等發展勢頭迅猛,內需市場的擴大將為數字電視與數字家庭產業發展提供強大的內需動力。
(三)技術進步促進轉型升級。新一代信息技術為代表的戰略性新興產業的蓬勃發展,網絡化、智能化、綠色環保為特征的科技進步,下一代互聯網、下一代廣播電視網、物聯網、云計算、新一代顯示、人機交互、內容保護與可信安全等新技術的廣泛應用,以融合創新為特征的新型產品和服務形態,將為數字電視和數字家庭產業轉型升級注入新的活力,形成新的增長點。
(四)發展模式發生重大變革。“4C”(計算機、通信、消費電子、內容)融合的不斷推進,將促進產業從單純整機生產向上游高附加值領域延伸,從產品制造向內容服務、運營服務和生產服務等領域滲透。產業集群正加速從成本導向型向創新驅動型升級,生產與服務融合、軟件與硬件融合的趨勢愈加明顯。
(五)投資環境繼續保持寬松。良好的經濟前景、穩定的政治環境、充裕的勞動資源、龐大的消費市場等有利因素,使得我國仍然是全球最佳的產業轉移地。宏觀調控將促進投資結構的進一步優化,地方政府和民間投資持續跟進,將為數字電視及數字家庭產業發展營造寬松環境。
(六)國際市場面臨新的形勢。經濟全球化進一步加強,區域/次區域經濟合作深入發展,市場全球化進一步深化,以服務外包為核心的生產全球化體系將發生深刻變革。國際市場需求處于恢復期,不確定因素依然存在。發達國家提出重振制造業,國際貿易保護主義抬頭,技術壁壘、反傾銷、知識產權等問題依然突出,將影響我國企業國際市場競爭力提升。
發展目標
1.產業規模
未來五年,數字電視產業銷售收入保持平穩較快增長,數字家庭應用規模不斷擴大,力爭在“十二五”末成為全球最大的數字電視整機和關鍵件開發、生產基地,主要產品產量和質量水平位居世界前列。到2015年,以數字電視和數字家庭為主的視聽產業銷售產值比2010年翻番,達到2萬億元,出口額達到1000億美元,工業增加值率達到25%。
2.產業結構
產業結構進一步優化,在平板顯示、機頂盒、芯片設計制造等領域的技術和產品層次大幅提升,自給率不斷提高,管理水平和競爭能力有較大提高,初步形成相對完整的配套體系,形成研發、生產、應用、服務“四位一體”的產業體系;平板電視占彩電產量比重達到95%以上;數字家庭產業鏈逐步健全,多業務數字內容服務形成規模。
3.產業布局
形成一批產學研用相結合、規模效應和產業鏈配套協作水平較高、以完善的產業服務體系為支撐的產業集群,以及一批效益突出、競爭力強的優勢企業;推動建成5-10個應用特色鮮明、持續創新能力強、引領帶動作用顯著的國家級數字家庭應用示范產業基地;培育2-3個具有國際競爭力、年銷售收入突破千億元的領軍企業,為做大做強信息產業提供有力支撐。
4.自主創新
自主創新能力明顯提高,形成以企業為主體的創新體系,培育一批具有較強自主創新能力、擁有自主知識產權的企業;掌握數字電視和數字家庭核心技術,建立健全數字電視和數字家庭國家標準體系,新一代數字電視技術標準研究取得突破,提升對技術標準、產業發展方向、產品升級的話語權;推動國家地面數字電視傳輸標準成為國際標準,國際化應用取得重大進展。
主要任務與發展重點
(一)主要任務
1.突破核心關鍵技術
在數字電視SOC、嵌入式操作系統、中間件、人機交互、新型顯示、模組驅動和控制、終端設備的內容保護與可信安全等領域掌握關鍵技術,在先進的數字電視傳輸、音視頻編解碼、面向數字家庭的互聯互通與服務協同等技術上力爭獲得突破。
2.打造完整產業鏈條
以大型骨干企業為龍頭,完善大型企業與中小企業互動協作格局,打造完整產業鏈橫向聯合網絡運營商、內容提供商、系統集成商等相關機構,加強特色應用和服務,推進整個行業從單純的制造向“制造+服務”延伸。
3.推進應用模式創新
發展具有“三網融合+高清互動+智能控制”功能的新型數字家庭系統,不斷培育開放、融合的業務形態和應用環境,形成可持續發展的商業模式。
4.發展綠色優質產品
推廣綠色生態設計、綠色制造、節能和環境友好材料的應用,加大彩電、音響等行業的能效標準執行力度,促進產業節能環保技術與國際接軌;推動企業強化質量管理,促進產品質量水平提高。
5.實施知識產權戰略
按照“共性整合、個性兼容”的總體思路,進一步完善具有我國自主知識產權的標準體系,搭建標準應用產業化的支撐平臺;積極參與國際標準的研究制定,推進自主技術標準成為國際標準,提升我國企業在國際市場上的話語權。
6.開拓國內國際市場
推動骨干企業建立多渠道營銷和服務平臺,拓展服務內容,提升服務質量,滿足用戶消費需求。加強國際戰略合作,開拓新興市場,推動自主技術標準國內外推廣應用,進一步提升自主品牌的國際影響力。
(二)發展重點
1.數字電視終端設備
密切跟蹤網絡化、智能化發展趨勢,加快數字電視軟硬件產品升級及關鍵標準研制,推進三維電視、智能電視嵌入式軟件系統、超高清電視系統的研發與應用,支持數字電視終端安全系統的研發與應用。加快新型顯示技術在電視終端中的應用,支持LED背光源液晶電視、節能型PDP電視、大尺寸有機發光顯示屏(OLED)電視研發與產業化。發展基于地面、衛星、有線、IP網絡等傳輸方式的數字電視終端以及移動多媒體電視,滿足廣播電視發展多樣化需求。推進高清晰三維投影、短焦投影、便攜式微型投影和激光投影等產品的研發與產業化。
2.數字電視廣播前端設備
以提升自主研發產品競爭力為目標,加大對數字電視和數字廣播制作設備、演播室設備、播出設備、發射設備等前端設備研發與產業化的支持力度,積極引導基于AVS、DRA等自主技術標準的數字電視前端設備研發及應用,面向高清電視、三維電視、移動電視、數字電影等領域發展需求,大力發展攝像、錄制、編輯、存儲、播放等設備。
3.數字家庭設備
充分發揮地方政府引導和骨干企業的主體作用,建設數字家庭產業應用示范基地,推動產業集聚發展。支持終端廠商與網絡運營商、內容提供商、系統集成商等聯合,研發并推廣新型信息終端、橋接設備、多業務網關、智能感知與控制設備,以及網絡側的應用云平臺等產品,推動多屏融合、互聯互通、智能控制的數字娛樂、數字教育、數字健康、智能家居等業務系統研發和產業化。
4.音響光盤設備
提升音響產品質量、品牌和工業設計水平,推進音響產品時尚化、精品化、特色化。大力發展高保真和超薄音響器件與系統、高保真音源產品、專業數字音響系統。推動光盤產業加快轉型升級,支持全息(TB級)大容量、可刻錄、三維播放、高保真的新一代光盤研發及產業化。
5.視頻應用系統
面向“平安城市”、數字社區、數字家庭等以及銀行、交通等行業應用領域,大力發展智能化、網絡化視頻監控設備,推進高清、寬動態、低照度、無線視頻監控網絡攝像設備以及大容量、高壓縮、智能分析的監控后端系統和云存儲系統的研發及產業化。
6.應用服務平臺
面向數字家庭多樣化用戶需求,充分運用云計算、物聯網等技術,推動跨平臺、跨領域的數字內容服務平臺和綜合性數字應用平臺的開發建設,支持在線用戶服務、遠程醫療、遠程教育、動漫游戲、資訊信息等業務系統及應用程序商店等平臺的開發與應用,實現三屏(電視屏幕、手機屏幕、電腦屏幕)互動與三屏融合以及內容保護等功能。
重大工程
(一)彩電業轉型升級專項工程
推動產業向網絡化、智能化和節能環保等方向發展,支持三維電視、智能電視、超高清電視及交互式軟件平臺的研發和應用。鼓勵彩電企業進行商業模式、服務模式創新,支持彩電終端產品與內容服務融合發展。
(二)地面數字電視接收設備普及專項工程
結合國家數字電視整體轉換進程,制定普及地面數字電視接收設備的實施意見,引導和支持企業推動地面數字電視接收設備普及,加快實施和宣貫地面數字電視配套技術標準,進一步完善地面數字電視配套技術標準體系,開展地面數字電視終端產品標準符合性檢測,推進地面數字電視接收設備普及。
(三)整機與芯片、器件、軟件聯動工程
鼓勵和支持掌握自主核心技術的芯片、器件、軟件研發生產企業與整機企業間的聯合與合作,加強產學研用結合的創新體系建設,以數字電視和數字家庭領域的先導應用和典型應用為引領,實施重大專項,實現以重大工程帶動芯片研發與應用的突破。
(四)面向三網融合的數字家庭應用示范工程
充分發揮地方政府引導和骨干企業的主體作用,重點開發面向三網融合的多媒體智能終端等產品以及配套的芯片、關鍵元器件和軟件。推動終端廠商與網絡運營商、內容提供商、系統集成商等聯合,共同開發數字家庭應用集成平臺和業務支撐平臺。實施數字家庭標準體系建設、核心芯片開發、內容服務平臺建設等工程,建設面向三網融合的數字家庭應用示范區,推動自主技術標準的規模應用。
(五)公共服務體系建設工程
充分發揮市場配置資源的基礎性作用,加快實施數字電視和數字家庭領域公共服務體系建設,著力推進技術標準公共服務平臺、專利和知識產權公共服務平臺、家電售后維修服務公共服務平臺、技術交流與成果推廣應用公共服務平臺的建設。推動公共服務體系的專業化、網絡化和一體化建設,形成覆蓋全國、資源共享、互聯互通、高效便捷的公共服務網絡。
政策措施
(一)完善產業政策體系,優化產業發展環境
加快落實《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》(國發[2010]32號),進一步貫徹落實國務院《關于鼓勵數字電視產業發展的若干政策》([2008]1號)文件精神,繼續執行和完善彩電業轉型升級相關政策,推動實施地面數字電視普及意見,完善配套標準和產品認證體系,推進節能環保相關產業政策的落實。研究制定和推動實施家電下鄉、家電以舊換新后續政策措施,建設完善家電售后維修服務體系。
(二)用好財政支持手段,提升產業創新能力
充分發揮電子信息產業發展基金、國家科技重大專項等引導作用,加大在核心技術、關鍵原材料、核心部件和設備的投入力度,支持產業自主創新。通過政策引導、制度創新,推動建立政府導向的產業投資基金,發揮財政資金對社會資金的帶動作用,創造有利于產業發展的投融資環境。
(三)加強協調與合作,促進產業良性互動
堅持運營業務拓展帶動終端制造業發展、終端創新促進運營業務變革的發展思路,繼續加強部委之間、部省之間的協調和聯動,重點加強產業鏈各環節間的銜接以及運營機制的協調,推進制造業和運營業的融合發展。
(四)統籌規劃產業布局,促進區域協調發展
統籌規劃,合理布局,充分發揮地方政府積極性和骨干企業的主體作用,進一步推動現有平板顯示產業區域的協調發展;在產業基礎較集中區域,引導支持建設數字家庭產業基地,推動產業集聚發展。
(五)抓好重點人才建設,健全專家咨詢機制
充分發揮高校、國家工程中心、國家重點實驗室以及企業研發部門等科研機構的人才優勢,實施重點人才建設工程;不斷完善數字電視與數字家庭領域的專家人才庫,充分發揮數字視聽專家委員會的作用,為產業可持續發展提供咨詢指導。
日前,由長虹、海信、TCL三家企業發起成立的中國智能多媒體終端技術聯盟對外宣布,最快下個月起,一個寫著“STA”三個字母的紅色標簽將會首次出現在三大品牌的電視機身上,與產品能效等級標簽一起,成為消費者選購智能電視時的重要參考要素。
應用程序商店標準
“STA”是中國智能多媒體終端技術聯盟的英文簡稱,是在今年5月由TCL、長虹、海信三家電視巨頭發起組建的非營利性企業技術聯盟,旨在促進智能多媒體行業標準體系的完善,發展“適合中國、鏈接國際”的產業標準。
日前,STA做出了其成立以來的第一個大動作:中智盟應用程序商店技術標準的SDK(統一的軟件開發套件)。
“中國電視企業雖然都認識到智能的未來,但由于缺乏正式的行業標準,企業都是各自為戰,開發各自的操作系統和應用軟件,這對未來智能多媒體產業的發展是有弊無益。”中智盟常務理事、四川長虹多媒體產業集團董事長林茂祥對《中國企業報》記者表示,“這次智能應用程序商店統一SDK的,不僅使智能多媒體終端開始有了統一的技術標準,更開啟了國內骨干企業通過合作創新模式領跑智能電視產業的序幕。”
TCL集團工業研究院副院長梁鐵航表示:“此次標準SDK的,將從根本上解決智能電視應用少且不精的急迫窘境。”雖然國內企業智能電視操作系統絕大多數都是安卓平臺,但不同品牌的智能電視,應用程序并不能互聯互通。以TCL、長虹、海信三家企業為例,一位應用開發商要根據不同的標準開發三個不同版本的應用,阻礙了智能電視大跨步向前發展。
“標準后,通過公共SDK開發出的應用,可以實現在TCL、長虹、海信三家企業的智能電視上互聯互通,這在三網融合趨勢下就意味著增加了用戶的黏性。同時,每個企業都還擁有一部分私有SDK,保證企業可以開發出最適合自身硬件的差異化應用。”梁鐵航如是說。
成立智能多媒體創投基金
“中國電視業多年以來均勢發展的格局或就此打破。”一位企業人士如此評價STA的這一舉動。
“TCL、長虹、海信、康佳、創維是中國彩電業五大金剛,此次三家抱團結盟統一的智能電視標準,肯定會對未來的電視格局造成重要影響。”上述人士告訴記者,“TCL、長虹、海信一直在進行著全產業鏈的構建,特別是TCL與長虹,目前均分別掌握了液晶面板和等離子面板的上游產業鏈,構建了全產業鏈一體化競爭力。同時,這三家的智能電視已占到60%的市場份額,現在又擁有‘STA’強大的軟件資源和互聯互通的平臺,這會對康佳和創維造成巨大的壓力。”
值得一提的是,為了保證STA的長遠發展,外來資本開始為其系上密切合作的紐帶。
【關鍵詞】物聯網 智能家居 標準化 無線通信技術
1 國內標準化現狀
我國政府對智能家居產業的重視程度逐步提高,工業和信息化部、發展和改革委員會、科技部已將家庭網絡列為未來中國高新技術發展領域的重點方向之一。而早在政策升溫之前,國內一些有產業前瞻性的企業已經在家庭網絡的技術研究、標準制定、產業推進等方面加大了投入力度,力圖在產業規模化之前占領市場先機。智能家居關聯的技術、產業眾多,而統一的技術標準體系可以理順關系,為產業的發展提供規范和引導,利于實現產品的互操作和產業規模化。經過幾年的發展,中國已經在電子、通信、建筑業、家電等幾個領域出臺了首批結合中國產業基礎、針對中國市場需求的智能家居標準。
(1)電子信息領域
智能家居是傳統電子信息產業發展的驅動力之一,它的應用推廣是產業升級換代的一個環節。因此,原國家信息產業部(現國家工業和信息化部)在家庭網絡標準領域首當其沖,先后組建了“信息產業部家庭網絡標準工作組”和“資源共享、協同服務標準工作組(IGRS)”等兩個部直屬標準工作組,并成立了“數字電視接收設備與家庭網絡平臺接口標準”工作組,該工作組以海爾集團為組長單位,其目的是制定家庭網絡系統平臺標準,共同開發擁有自主知識產權的相關標準規范。2004年7月26日,海爾集團聯合其他六家致力于中國家庭網絡產業的企業發起組建了“e家佳聯盟”。這些組織聯盟單位在消費電子和信息設備同時開展技術攻關與標準研究,并于2005年了“信息產業部家庭網絡標準工作組” 、“資源共享、協同服務標準工作組(IGRS)”、“e家佳聯盟”提出的標準,列舉如下:
SJ/T11311-2005 《信息設備資源共享協同服務 第4部分:設備驗證》;
SJ/T11313-2005 《家庭主網接口一致性測試規范》;
SJ/T11315-2005 《家庭控制子網接口一致性測試規范》;
SJ/T11316-2005 《家庭網絡系統體系結構及參考模型》。
基于上述標準,中國電子技術標準化研究所積極組織相關國內企業在IEC/TC100提交了家庭多媒體網關規范(現已進入CD階段),在ISO/IEC/JTC1/SC25提交了閃聯系列技術標準(現已進入FCD或CD階段)。
國內企業力圖通過國際標準化的方式,實現中國自主技術的國際化,爭奪技術標準制高點,同時為自主標準與國際技術標準的兼容和融合提供可操作的平臺。
(2)通信領域
在電信業,智能家居可作為電信網絡的延伸,將高速數據業務引入家庭內部,構建服務于電信業務的終端網絡,有利于豐富電信業務模式,帶來更多的商業利潤,因此它被電信業當作未來發展的重點業務之一。
2005年,中國通信標準化協會組建了家庭網絡特別工作組,研究基于電信網絡的家庭網絡技術標準。原信息產業部于2006年頒布了首批2個標準:
YD/T 1449.1-2006 《基于公用電信網的寬帶客戶網絡設備技術要求 第1部分:網關》;
YD/T 1448-2006 《基于公用電信網的寬帶客戶網絡總體技術要求》。
上述2個標準初步解決了家庭網絡的電信網關與電信網絡的銜接問題。
隨著3G的開展,與第三代通信網絡有關的IPv6也成為推動智能家居發展的重要標準內容,目前,中國IPv6標準化工作已經啟動。首批列入標準制定的內容包括IPv6基本協議、IPv6網絡總體要求、鄰居發現、無狀態地址配置、移動IPv6、路由協議OSPF和BGP4等。以后將分批陸續制定相關的中國IPv6標準。3GPP已與IETF合作制定出與IPv6相關的移動通信標準。中國作為3GPP的主要參加方之一,正提出與輕量級IPv6相關的移動通信標準。
(3)建筑與社區信息化領域
據國家標準化管理委員會要求,2003年,國家建設部牽頭成立了《建筑及住宅社區數字化技術應用》國家標準編制委員會,負責起草用于社區物業管理、建筑與家庭的安防、報警、三表等系統的標準化工作。國家標準化管理委員會于2006年頒布了由國家建設部制定的《建筑及居住區數字化技術應用》系列國家標準,包括四個子標準:
GB/T 20299.1-2006《建筑及居住區數字化技術應用第1部分:系統通用要求》
GB/T 20299.2-2006《建筑及居住區數字化技術應用第2部分:檢測驗收》
GB/T 20299.3-2006《建筑及居住區數字化技術應用第3部分:物業管理》
GB/T 20299.4-2006《建筑及居住區數字化技術應用第4部分:控制網絡通信協議應用要求》
2008年4月,全國智能建筑及居住區數字化標準化技術委員會(SAC/TC426)”獲得國家標準委員會的正式批復(國標委綜合【2008】108號)。其工作領域與國際標準化組織ISO/TC205 WG3建筑物環境設計技術委員會建筑物控制系統設計工作組相關聯,主要負責全國智能建筑及居住區數字化標準化的技術工作,包括智能建筑及居住區數字化技術、標準制修訂,相關產品檢測、認證等。2009年6月6日技術委員會(SAC/TC426)正式成立,并在京召開了成立暨第一次工作會議。技術委員會主要負責智能建筑物數字化系統領域國家標準的制修訂工作。
(4)家電行業
家電產業特別是傳統白色家電行業對于家庭網絡應用同樣存在自身需求。為了能夠將通信體制落實到家電終端,在中國家用電器研究院于2006年成立了標準工作組,負責起草用于白色家電的網絡家電控制規范。
國家發展和改革委員會于2006年頒布了由中國家用電器研究院制定的QB/T2836-2006《網絡家電通用要求》。該標準解決了白色消費電子產品中的網絡家電終端產品內部與家庭網絡接口的技術要求,其技術標準也部分支持了信息產業部頒布的家庭網絡標準技術標準。
(5)中國家庭網絡標準的未來走向
從已頒布的標準來看,中國電子信息產業在家庭網絡技術標準化進程中一直是一支重要的主導力量,電子信息產業發展的速度和活躍性使之有可能影響中國家庭網絡產業發展的方向。通過幾年的推進,在完善已有技術體系的基礎上,電子信息領域率先提出了國家標準制定計劃,力圖促進在更多的行業使用已有技術體制,推動多行業共進的局面。2007年12月,國家標準化管理委員會批準了由“信息產業部家庭網絡標準工作組”和“資源共享、協同服務標準工作組(IGRS)”骨干單位提出國家標準立項計劃共19項(略)。
因電信領域網絡側設備、協議還需要不斷完善,尤其是物聯網的發展給智能家居帶來新的內容,因此近期基于物聯網的智能家居還需要進一步開展標準化工作。
2 國外標準化現狀
智能家居的國際標準還缺乏完整的體系,而且智能家居的不同環節都有多種標準共存,如家庭網絡、綜合布線、通信技術等方面都存在此類現象。
(1)家庭網絡
關于智能家居的國際標準,目前主要集中在家庭網絡方面,家庭網絡的國際標準目前是多種并存,如HAVi、DLNA、HomePlug、ECHONET、HomePNA、PLC等協議。各家標準還存在需統一的問題。
1998年5月,松下、索尼、夏普、東芝以及飛利浦等8家公司成立標準制訂團體HAVi推動協議會,將電視機、錄像機以及大容量硬盤等視聽家電通過IEEE1394接駁到網絡上,并通過各個家電網絡進行遠程操作以及收發動態圖像數據的技術,2000年1月份公布了該標準的正式版本1.0。
HomePlug是美國家庭插電聯盟(HomePlug Powerline Alliance)的電線通訊標準接口之一,該標準由近50家公司共同制定,現時版本為1.0,其技術規格可把多組設備透過供應電源的電線互相聯系,而經HomePlug認證的產品可應用在個人電腦或支援以太網、USB及802.11的設備。
HomePNA是HomePhonelineNetworkAlliance,家庭電話線網絡聯盟的簡稱,該聯盟是一個非盈利性組織,致力于協調采用統一標準,統一電話線網絡的工業標準。該聯盟在1998由11個公司(包括3com、AMD、IBM等)共同建立,如今已有100多個公司加入,涉及的領域包括:網絡、電信、電腦硬件及其他電子工業。HomePNA接入方式是眾多家庭網絡接入方式競爭方案之一。HomePNA3.0于2005年5月被國際電聯(ITU-T)接受成為國際標準(G.9954)。
(2)綜合布線及總線技術
智能家居還涉及到綜合布線等技術內容,在綜合布線技術標準中,ITU了G.hn通用標準,涵蓋家庭電力線網絡、電話線和同軸電纜等基礎設施。此標準將允許每秒1GB的速度。而同軸電纜多媒體聯盟(MoCA)和HomePlug電力線聯盟也提出相應的標準,目前在此層面上的標準還缺乏統一。
現場總線控制技術是智能家居中控制技術的重要應用,具有數字處理和雙向高速通訊的能力,分散控制,網絡規模大且具有高度的穩定性。目前世界上現場總線的標準有200多個,有很多應用于建筑物的總線技術,它們中大多數是某個具體應用的解決方案。當前國際上具有代表性的現場總線技術與產品有FF總線、PROFI 總線、LON總線、BAC net、CAN 總線、INTER 總線和CC Link總線等。在智能家居領域常見的現場總線標準有:LonWorks、EIB、BACNET、CAN、PROFIBUS、CEBUS、APBus、X10等。LonWorks為80年代美國Echelon公司所提倡,并由世界各地LonMark協會的推動,由于其技術的先進性獲得廣泛支持,LonWorks總線已成為美國國家標準。
(3)無線通信技術
智能家居環境下,涉及到無線通信技術實現家居各個元素之間的互聯及互通,目前適于智能家居的技術主要有802.11系列、Bluetooth、Home RF、M2M等多種方案。
802.11b技術,是IEEE的無線局域網標準,目前802.11b、g標準已經完善,802.11n和UWB標準正在審定中。WLAN以其移動性和便捷性受到各方的青睞,尤其是基于OFMA和MIMO技術的802.11n的出現使之成為大眾所期望的終極互聯技術。經過多年的技術討論,802.11n的draft4.0已經通過,困擾11n的標準問題和互通問題也有望得到徹底解決。802.11n技術能帶來高達600Mbps的理論帶寬以及更高的無線覆蓋能力,使得無線承載多媒體應用,尤其是視頻媒體成為可能。當然作為一種無線技術,在家庭應用時受限于功率以及家庭建筑的影響,仍然不可避免地存在覆蓋問題以及在傳輸質量上無法達到有線傳輸的效果等問題。
藍牙技術是一種廉價的、低功能的無線網絡技術,用戶可以控制10m之內的藍牙設備。工作在2.4GHz頻段,數據速率為1Mbps。
HomeRF工作組是由美國家用射頻委員會于1997年成立的,其主要工作任務是為家庭用戶建立具有互操作性的話音和數據通信網。它推出HomeRF的標準集成了語音和數據傳送技術,工作頻段為10GHz,數據傳輸速率達到100Mbit/s,在WLAN的安全性方面主要考慮訪問控制和加密技術。HomeRF是對現有無線通信標準的綜合和改進:當進行數據通信時,采用IEEE 802.11規范中的TCP/IP傳輸協議;當進行語音通信時,則采用數字增強型無繩通信標準。該標準與802.11b不兼容,占據了與802.11b和Bluetooth相同的2.4GHz頻率段,應用范圍主要是在家庭網絡中使用。
M2M是智能家居結合移動通信網絡的無線通信技術,越來越受到電信運營商的重視,3GPP在M2M標準制定方面已經開展了大量工作,3GPP SA1工作組在2005年9月開始就針對M2M進行了研究,到2007年底完成了研究報告:TR 22.868《Facilitating M2M Communication in GSM and UMTS 》,并在2008年5月開始了TS階段的工作:TS 22.368 《Network improvement for MTC 》(NIMTC),3GPP SA3工作組在2007年9月成立了WI:TR 33.812 《Study on Remote management of USIM application on M2M Equipment 》研究UICC應用遠程管理的安全問題,包括分析安全威脅以及定義安全需求。ITU-T、ETSI、ISO/IEC主要從整體架構方面開展包括SG13的USN網絡的需求和架構設計,ETSI M2M TC的M2M需求和功能架構以及ISO/IEC JTC1 SC6 SGSN的SN研究報告的研究。
(4)智能建筑及多媒體
在智能建筑領域專門針對智能建筑的總線和通信協議,主要有美國的BACnet和CEBus、歐洲的EIB等。樓宇自動控制網絡數據通信協議BACnet由美國供熱、制冷與空調工程師協會組織的標準項目委員會于1995年6月正式通過制定。標準編號為ANSI/ASHRAE Standard 135-1995,同年12月正式成為美國國家標準,并得到歐盟標準委員會的承認,成為歐盟標準草案。2000年1月ISO/TC205委員會的15個國家(中國、法國、日本、英國、美國等)的代表一致通過決議,將BACnet作為“委員會草案”進行廣泛評議,適當修改后列為“國際標準化草案”,最后成為國際標準。
國際電工委員會音頻、視頻、多媒體系統和設備分技術委員會(IEC/TC100)與ITU等國際組織和廠商進行聯絡,在網絡側的內容管理與維護、終端側的機頂盒(或多媒體終端)軟硬件設計、接口、人機交互界面等開展合作,IEC/TC100針對網絡多媒體的標準化工作也在穩步推進。IEC/TC100的TA11(多媒體信息質量,Quality of Multimedia Information)已開展PWI61966第十部分網絡彩色圖像質量評估和第11部分網絡視頻質量評估等標準的編制工作。IEC/TC100的AES(Audio Engineering Society)和SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers)在家庭多媒體國際標準中具有較大的影響力。
3 標準化小結及發展建議
物聯網作為國家戰略性新興產業的重要部分,智能家居作為物聯網的重要應用得到政府的支持,由于智能家居和物聯網涉及的行業較為廣泛,各行業之間、用戶之間有較強的相對獨立性,使得基于物聯網的智能家居在現有的架構下,沒有統一的標準可以遵循,終端和網絡配合欠佳、重復開發現象嚴重、行業用戶開發和維護成本居高不下、各類應用無法有效管理、服務質量無保證等問題,這在一定程度上制約了智能家居的快速推廣和規模化發展。
智能家居系統的可集成性是建立在系統的開放性基礎之上的,這就要求系統所采用的協議必須有廣泛的產品支持,單一廠商的子系統不能構成智能家居系統。
關于智能家居的標準問題,在國際上也沒有統一,目前也只是在個別領域方面有些規范。例如消費電子產品的CEB行業標準、lonwork的工業標準和EIB的低壓電氣的安裝標準等。國內剛開始是獨立功能的產品,所以在自成小體系中各有自定義的標準(國外標準的變異)。家庭網絡標準繁多,如UPNP、DLNA、UOPF、ECHONET、HomePNA、PLC等協議。在原信息產業部的主持下制定和了“e家佳”和IGRS兩個與智能家居有關的標準,但也不完善。局域網絡(TCP/IP)和輕量級IPv6是未來的智能家居主要的通訊協議,與常規的網絡標準基本統一。
當前,由于技術標準目前還難以統一,電信運營商、智能家居設備制造企業、應用開發商、業務集成商、智能小區開發商等一系列商家的配合還尚需時日;另一方面,用戶現階段也有不同的實際功能需求等因素。因此,對于分步實現、個體住宅,也不必等待統一的技術標準,可以先行一步。采用標準與非標準并舉方式,更符合千差萬別的市場實際,更有利于啟動市場。
但在國家層面,從規范市場和可持續發展的角度,標準的制定至關重要,可以從以下幾個方面制定技術標準:
智能家居傳感器終端接口標準;
智能家居通信協議標準;
智能家居系統架構標準;
智能家居集中控制技術標準;
智能家居業務提供平臺技術標準。
參考文獻
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[2] ITU Internet Reports. The Internet of Things[R]. 2005.
借鑒德國工業4.0,師夷以求勝
工業4.0是德國率先舉國實施的全球市場運動,對全球未來工業走向影響深遠,作用明顯。因此對于德國工業4.0,我們應全面深入研究,參考借鑒,然后師夷以求勝。德國工業4.0戰略的要點可以概括為:建設一個網絡、研究兩大主題、實現三項集成、實施八項計劃。
建設一個網絡:信息物理系統(CPS)網絡。CPS就是將物理設備連接到互聯網上,讓物理設備具有計算、通信、精確控制、遠程協調和自治等五大功能,從而實現虛擬網絡世界與現實物理世界的融合。CPS可以將資源、信息、物體以及人緊密聯系在一起,從而創造物聯網及相關服務,并將生產工廠轉變為一個智能環境。這是實現工業4.0的基礎。
研究兩大主題:智能工廠和智能生產。智能工廠是未來智能基礎設施的關鍵組成部分,重點研究智能化生產系統和過程以及網絡化分布生產設施的實現。智能生產的側重點在于將人機互動、智能物流管理、3D打印等先進技術應用于整個工業生產過程,從而形成高度靈活、個性化、網絡化的產業鏈。生產流程智能化是實現工業4.0的關鍵。
實現三項集成:橫向集成、縱向集成與端對端的集成。工業4.0將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統、智能控制系統、通信設施通過CPS形成一個智能網絡,使人與人、人與機器、機器與機器以及服務與服務之間能夠互聯,從而實現橫向、縱向和端對端的高度集成。橫向集成是企業之間通過價值鏈以及信息網絡所實現的一種資源整合,是為了實現各企業間的無縫合作,提供實時產品與服務;縱向集成是基于未來智能工廠中網絡化的制造體系,實現個性化定制生產,替代傳統的固定式生產流程(如生產流水線);端對端集成是指貫穿整個價值鏈的工程化數字集成,是在所有終端數字化的前提下實現的基于價值鏈與不同公司之間的一種整合,這將最大限度地實現個性化定制。
推行八項計劃:工業4.0得以實現的基本保障。一是標準化和參考架構,需要開發出一套單一的共同標準,不同公司間的網絡連接和集成才會成為可能;二是管理復雜系統,適當的計劃和解釋性模型可以為管理日趨復雜的產品和制造系統提供基礎;三是一套綜合的工業寬帶基礎設施;四是安全和保障,在確保生產設施和產品本身不能對人和環境構成威脅的同時,要防止生產設施和產品濫用及未經授權的獲取;五是工作的組織和設計,隨著工作內容、流程和環境的變化,對管理工作提出新的要求;六是培訓和持續的職業發展;七是監管框架,創新帶來的諸如企業數據、責任、個人數據以及貿易限制等新問題,需要包括準則、示范合同、協議、審計等適當手段加以監管;八是資源利用效率,需要考慮和權衡原材料和能源的大量消耗給環境和安全帶來的諸多風險。
構建工業4.0信息物理系統網絡平臺,決勝未來
當前中國工業的問題與現狀不容忽視:大量從事低端加工的中小企業,缺乏創新能力和核心技術,簡單工藝的平面管理,人口不斷老齡化,資源日益枯竭等,因此雖說我國一直是制造大國,卻不是制造強國。如今工業4.0來了,物聯網、服務互聯網將取代傳統封閉性的生產制造系統,成為未來工業的根基,對于人口紅利逐漸消減、工業發展正處于換擋期的中國而言,智能制造已被認為是改變“大而不強”工業現狀的重要路徑。
美、德等世界工業強國都高度重視信息物理空間構建,加強戰略前瞻部署,并取得積極研究進展。中國要決勝未來的競爭,也必須在構建信息物理系統網絡平臺上先行一步。
超前部署建設國家信息物理系統網絡平臺。一方面,在國家新的信息化發展戰略中加強對CPS的總體布局,研究制定CPS建設的戰略目標、重點任務、發展路徑和政策舉措。同時,在制造業發展、智慧城市建設、國家網絡和信息安全等工作中加強前瞻部署和應用推廣。另一方面,組建一批國家信息物理系統網絡平臺,負責承擔基礎理論研究,組織力量研發突破CPS軟件、傳感器、移動終端設備等工具和裝備,推動重點行業企業的開發應用。
啟動國家智能制造重大專項工程。總體看,我國制造業發展仍然以簡單地擴大再生產為主要途徑,通過智能產品、技術、裝備和理念改造提升傳統制造業的任務艱巨而迫切。筆者建議從國家層面啟動實施智能制造專項工程,加強技術攻關,開展應用示范,推動制造業向智能化發展轉型。一是重點突破智能機器人。開展智能機器人及智能裝備系統集成、設計、制造、試驗檢測等核心技術研究,攻克精密減速器、伺服驅動器、傳感器等關鍵零部件;二是開展數字工廠應用示范。在全國范圍內分行業分區域選取試點示范企業,給予扶持,建設數字制造的示范工廠,發揮其“種子”作用;三是推動制造業大數據應用。以行業龍頭企業為先導,鼓勵其應用大數據技術提升生產制造、供應鏈管理、產品營銷及服務等環節的智能決策水平和經營效率。
用標準引領信息網絡技術與工業融合。工業4.0戰略的關鍵是建立一個人、機器、資源互聯互通的網絡化社會,各種終端設備、應用軟件之間的數據信息交換、識別、處理、維護等必須基于一套標準化的體系。為了保障工業4.0的順利實現,德國把標準化排在八項行動中的第一位,并在工業4.0平臺下成立一個工作小組,專門處理標準化和參考架構的問題。可以說,標準先行是工業4.0戰略的突出特點。為此,中國在推進信息網絡技術與工業企業深度融合的具體實踐中,也應高度重視發揮標準化工作在產業發展中的引領作用,及時制定出臺“兩化深度融合”標準化路線圖,引導企業推進信息化建設。同時,還要著力實現標準的國際化,使得中國制定的標準得到國際上的廣泛采用,以奪取未來產業競爭的制高點和話語權。
構建有利于工業轉型升級的制度保障體系。工業4.0一方面增加了管控的復雜性,技術標準的制定需要符合相應的法律法規;另一方面也需要制定相應的規章制度促進技術創新。比如,采取一系列措施以加強制度保障,設立處理各類問題的專職工作組,制定和實施安全性支撐行動;要建立和完善有利于工業轉型升級的長效機制,比如知識產權保護制度、人才培養和激勵機制等,從而形成推動工業轉型升級的制度保障。
產學研用聯合推動制造業創新發展。通過產學研合作創新促進競爭往往是發達國家重要的戰略意圖。我國應充分吸收和借鑒發達國家產學研用聯合模式,一方面,針對不同類型自發的產學研合作網絡或產業研發聯盟,政府要通過引導和支持的方式促進其發展;另一方面,選擇幾個重點行業和關鍵技術領域進行試點,以行業骨干企業為龍頭,聯合科研實力雄厚的大學和科研機構,組建多種形式的產學研研發聯盟,充分調動各方資源和力量,共同推進工業4.0技術研發和應用推廣。
關鍵詞:智能電網;優勢;資源;優化配置
一 什么是智能電網
所謂智能電網即以物理電網為基礎,將現代先進的傳感測量技術、通訊技術,信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網高度集成而形成的新型電網。它以充分滿足用戶對電力的需求和優化資源配置、確保電力供應的安全性、可靠性和經濟性、滿足環保約束、保證電能質量、適應電力市場化發展等為目的,實現對用戶可靠、經濟、清潔、互動的電力供應和增值服務。
按照我國著名能源問題專家武建東先生的描述。將“智能電網”稱之為“智能互動電網”或“互動電網”或許更加準確,即“互動電網”是指在開放和互聯的信息模式基礎上,通過加載系統數字設備和升級電網網絡管理系統,實現發電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網分級調度、綜合服務等電力產業全流程的智能化,信息化、分級化互動管理,是集合了產業革命、技術革命和管理革命的綜合性的效率變革。
智能電網的核心內涵是實現電網的信息化、數字化、自動化和互動化,簡稱為“堅強的智能電網(strong Smart Grid)”。智能電網概念提出的時間雖然不長,但人們對這項變革的熱情卻極為高漲,其根本原因是,智能電網戰略不僅為全球能源轉型提供了一個重要的契機,更為電力設備行業提供了無限的商機和難得的發展機遇。
智能電網是人類面對電力供需平衡、新能源的接入、電網可靠性以及信息安全挑戰的一種必然選擇。它代表了電網將來進化的一種愿景:結合先進的自動化技術、信息技術以及可控電力設備,支持從發電到用電的整個電力供應環節的優化管理,尤其是新能源的接人以及電網的安全運行。智能電網在電網安全運行、可為用戶可靠提供高質量電能前提下,提高能源使用效率,減少對環境影響,同時可以形成新的產業群,促進就業。
二 智能電網在用電方面的優勢
智能電網技術允許我們更好的管理、節約、監控和使用能源,將能源使用的決定權交給消費者,由他們決定何時、何地以及如何使用。可以預計的好處包括節省電費、智能管理、更強的可靠性和使用效率、增加可再生能源的使用、支持混合動力車的接入以及使家庭設備的智慧化。
(一)可靠性
現代化的電網在建設時就考慮要徹底安壘性。在電網發生大擾動和故障時,智能電網仍能保持對用戶的供電能力。而不發生大面積的停電事故;在自然災害和極端氣候條件下或人為的外力破壞下仍能保證電網的安全運行;具有確保信息安全的能力和防計算機病毒破壞的能力。智能電網技術可以更好地對人為或者自然破壞進行識別和反應。實時信息可以讓電網操作員隔離被破壞的環節,讓電力繞過損毀區域,重新供電。
(二)自愈性
使用實時傳感器和自動化的控制設備,對電力系統的故障進行預測和檢測,進而做出反應,自動的避免停電和電力質量惡化。在智能電網里面,停電的事故永遠不會發生,系統的局部故障并不會導致某些地區的停電。
(三)互動性
智能電網一個非常核心的理念就是試圖通過雙向的信息傳遞和分時電價,改變電力用戶的用電行為,以“削峰填谷”,降低系統對電源容量的需求。實時、雙向通訊的智能電網能鼓勵用戶節約能源,同時允許用戶向電網賣電。家庭太陽能板、小型風電和電動汽車都可以接人電網,普通家庭和小型商業用戶可以把他們富余的電能通過智能電網賣給鄰居或是電網的其他用電方。
(四)兼容性
國內風電場開發地區一般都集中在邊遠地區,這恰恰是電網比較薄弱的地方,承受能力有限。并且,邊遠地區負荷相對較小,使得發出的電很難在當地被消納。風電密度低、不穩定、不連續性使得發電量忽上忽下,對我國尚不堅強的電網構成沖擊,電網不愿接人,使風電場利用小時數過低,無法形成規模效應,導致風電項目內部投資回報率低于8%的社會平均水平,缺乏投資吸引力。目前國內電網發展滯后已經成為新能源發展的瓶頸,而智能電網將會解決新能源發電上網難的問題已成為各國的共識,智能電網強調在供電安全、可靠和優質的基礎上,實現清潔、高效和互動的目標。這個電網建成后除了能夠輸送傳統煤電外,還能夠輸送可再生能源,比如風電和太陽能。我國之所以高調提出大力建設智能電網,主要原因是支持風電、太陽能等新能源接人,支持需求側管理。
(五)節能環保性
智能電網的首要作用是節能,去年我國社會用電總量近35000億千瓦時。實現電網信息化之后,每年在配電輸電用電等環節即可節約5%至10%的電力資源,節省價值近2000億元人民幣。建造智慧電網除了是為消費者服務外,也是出于環境保護的考慮,建造智慧電網城有助于城市減排溫室氣體。
三、如何促進智能電網更好地實現電用優化配置
我國的智能電網是建立在特高壓建設基礎上的堅強的智能電網。中國式智能電網將以特高壓電網為主干網架,利用先進的通信信息和控制技術,構建以信息化、數字化、自動化、互動化為特征的自主創新、國際領先的智能電網。其特征將包括在技術上實現信息化、數字化、自動化和互動化,同時在管理上實現集團化、集約化、精益化、標準化。
雖然智能電網在技術上已經證明可行,但其經濟性,安全性、穩定性尚需在實踐中反復驗證,在我國大面積實施也需要一定的時間。從需求側管理入手實現智能化和實現新能源發電接入,對電網的要求很高。至少目前看來,在電網上的大量投入很難獲得即時的回報。因此,對電網建設的態度以及投入力度,還將左右智能電網的實施進度。目前來看,主要是要抓好以下幾點工作:
(一)制定標準的體系
要想商業運行大規模智能電網,必須有一個被業界認可的標準體系。智能電網標準體系的制定是一項龐大的工程,非一個組織之力能完成。
目前我國所做的智能電網標準體系還只是國家電網公司層面的技術標準研究,只在公司層面被遵循,今后再根據情況積極推進國標、行標和企業標準的制定。而具體標準需要得到參與智能電網建設的各界的認可,進而對外。最終確定的智能電網行業標準、國家標準和國際標準的制定,還要經歷一套專門的管理體系和流程。國家標準的制定,有可能組織包括電監會、電網公司、制造商等多方參與制定標準,由國家技術監督局下屬的標準局來組織專家評審。
盡管如此,國家電網目前在智能電網的技術標準制定上一直走在最前頭,最終制定出的公司技術標準很有可能逐步上升為智能電網的行業標準甚至國家標準。
(二)提高技術水平
目前我國的智能電網建設也已開始起步,我國數字化電網涵蓋發電、調度、輸變電、配電和終端用戶各環節,是智能電網的初級階段。智能電網將對集成電路技術、軟件技術、新型元器件技術、電子材料技術、網絡和通信技術,存儲技術、網絡和信息安全技術、顯示技術、測量儀器技術、電子專用設備制造技術、導航和遙感技術提出更高要求,同時推動我國在這些信息技術領域的核心能力得到進一步提高。
(三)保護知識產權
中國智能電網的規劃與建設,與美國幾乎同步,未來都需要10年甚至更長時間去建設和完善。在這一發展過程中,中國企業和相關部門將有機會與國際上一些標準制定機構進行合作,在保護知識產權和促進產業發展方面獲益并作出貢獻。
參考文獻:
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“網絡邊緣智能化將成為未來重要的發展方向。”在日前舉行的邊緣計算產業聯盟成立暨2016首屆邊緣計算產業峰會上,中國工程院院士鄔賀銓在視頻致辭中表示。邊緣計算因其技術上所具備的敏捷、實時、智能、安全等特點,正在創造新的價值與生態鏈。
拓展計算邊界
數字化轉型正在成為智能社會發展的主旋律。IDC預測,截至2018年,對于67%的全球2000強企業來說,數字化轉變將是關鍵策略。以SDN、物聯網、AI為代表的先進ICT技術發展正在推動數字化轉型的發生。行業數字化轉型正在引發新一輪的產業變革,而這一浪潮的顯著特點就是將“物”納入智能互聯,借助OT(Operation Technology)與ICT技術的深度協作和融合,大幅提升行業自動化水平。
IDC最新統計報告顯示,到2020年將有超過500億的終端與設備聯網。華為在這一領域的預測數據顯示,到2025年,全網的物理聯接數將達到1000億,虛擬聯接數量更是達到萬億級別。
隨著設備大規模接入物聯網,在終端設備上產生的海量數據在提供商業價值的同時,也對數據處理提出挑戰。IDC預測,到2018年,就將有50%的物聯網網絡將面臨網絡帶寬的限制,40%的數據需要在網絡邊緣側分析、處理與儲存。“而到2025年,將有超過50%的數據需要在網絡邊緣側分析、處理和存儲,邊緣網絡將面臨極大挑戰。”邊緣計算產業聯盟副理事長、華為網絡研發部副總裁劉少偉表示。
要突破網絡帶寬的限制,又要滿足實時響應的需求,更要具備數據處理的能力,邊緣計算成為物聯網發展的關鍵趨勢之一。
邊緣計算就是在靠近物理實體或數據源頭的網絡邊緣側進行數據的計算、存儲與應用。“這樣一種能夠提供邊緣智能互聯服務的計算方式,將進一步加強信息技術與產業技術的融合,滿足新興技術與工程技術融合發展的需求,實現深度、智能化、實時性的處理。” 鄔賀銓表示。
在工業互聯網的發展中,邊緣計算將成為重要的支撐與使能技術。“國家在‘十三五’規劃中提出的兩化融合、《中國制造2025》等戰略,對ICT于OT的融合提出了迫切的需求,而邊緣計算是ICT與OT融合的支撐與使能技術,產業發展將進入重要機遇期。” 邊緣計算聯盟理事長、中國科學院沈陽自動化研究所所長于海斌表示。特別是在工業自動化技術體系發展過程中,將從分層架構、信息孤島向物聯網、云計算、大數據分析架構演進。“邊緣計算將是實現分布式自治控制工業自動化架構的重要支撐。”
五大產業價值
“邊緣計算是一種新的技術理念,將重新定義云、管、端的關系,帶來技術的全面革新。”中國信息通信研究院技術標準研究所總工程師續合元表示。
但是邊緣計算因為橫跨OT、IT、CT多個領域,且涉及網絡聯接、數據聚合、芯片、傳感、行業應用等多個產業鏈角色,如何實現不同行業、不同廠商之間的互通和互操作,各個產業如何合理分工、有序協作,這些都是邊緣計算在各個行業應用落地必須解決的關鍵問題。
在邊緣計算呈現的巨大市場潛力和機會下,華為、中國科學院沈陽自動化研究所、中國信息通信研究院、英特爾、ARM和軟通動力聯合倡議的邊緣計算產業聯盟(ECC)日前正式成立,旨在搭建邊緣計算產業合作平臺,帶動邊緣計算產業真正走上標準化、規模化發展的進程,推動行業數字化變革和產業升級提速。
在行業數字化轉型的趨勢下,邊緣計算產業聯盟認為智能互聯的網絡邊緣面臨五大挑戰:海量聯接以及工業現場長期以來存在的大量異構的網絡;工業系統等場景對業務實時性的高要求;以預測性維護為代表的智能化應用場景推動邊緣側智能化要求;通過數據優化實現數據的聚合和處理,更靈活高效地服務于邊緣應用的智能;以及橫跨云計算和邊緣計算的端到端安全防護。
圍繞這些共性挑戰,邊緣計算聯盟提出邊緣計算的產業價值,即CROSS――Connection敏捷聯接、Real-Time實時業務、Data Optimization數據優化、Smart應用智能、Secure安全與隱私保護。
產業生態尚未形成
在技術與商業的雙重驅動下,邊緣計算產業將持續走向縱深。但是與物聯網整體發展的進程所面臨的問題一致,邊緣計算仍然處于技術探討的初期,產業生態尚未形成,配套的產品和解決方案還不完善,邊緣計算架構的頂層設計與運作模式還需要進一步明確。
不僅限于信息通信行業,邊緣計算更主要的應用前景在于工業領域,所覆蓋的行業多且需求復雜。面對這樣的需求,標準的形成將是長期而艱難的過程。目前,以物聯網協議聯盟OneM2M、開放移動聯盟OMA、OSGi Alliance為代表的標準化組織正在為解決物聯網發展中標準過多、應用多樣化以及多領域互通等關鍵問題,針對交通、能源、商業、醫療、公共服務等行業領域不斷提出相關統一標準,并陸續展開互通性等測試工作。
各大行業“玩家”的跨界合作也越來越豐富,面向不同行業的產業實踐已經陸續展開。聚焦主要的工業、家庭、汽車等領域,華為、ARM、IBM、特斯拉、寶馬以及百度、小米等主要廠商分別建立了不同程度的合作。在ICTI域如今也已經有很多案例出現,例如電梯的智能化運營,能源行業的智能抄表、公共事業的智能路燈以及物流行業的全程跟蹤等,但并沒有形成規模化發展的產業能力。
統一參考架構加速規模發展
為了加速邊緣計算產業的標準化與規模化進程,促進產業健康、可持續發展,邊緣計算產業聯盟正式了《邊緣計算產業聯盟白皮書》(以下簡稱《白皮書》)。據了解,經過數月的研究此次《白皮書》中除了重點闡述邊緣計算產業趨勢與關鍵挑戰、介紹邊緣計算定義與內涵,還全面展示邊緣計算產業聯盟的頂層設計與運作模式,以及在制定邊緣計算參考架構與技術框架方面的最新進展。
“將‘OICT’理念作為聯盟發展的宗旨之一,聯盟將定位聚焦到搭建邊緣計算的產業合作平臺,推動OT與ICT產業開放協作,來孵化行業最佳實踐。”于海斌表示。聯盟希望能夠通過關鍵需求的梳理、參考架構的提出、測試床的示范推廣以及產業生態的形成來將此前產業鏈各方所進行的、無序的實踐面向未來更大規模的發展統一起來,擴大全產業的實力,來實現例如在智能制造、智慧水務、車聯網等領域全行業的規模推廣。
因此,在《白皮書》中,聯盟正式了邊緣計算參考架構1.0,基于分層設計,包含應用域、數據域、網絡域、設備域四個功能域。
據介紹,在應用域,將基于設備、網絡、數據功能域提供開放接口,實現邊緣行業應用,支撐邊緣業務運營。在數據域,提供數據優化服務,包括數據的提取、聚合、互操作、語義化以及分析與呈現的全生命周期服務,并保障數據的安全與隱私性。在網絡域,將為系統互聯、數據聚合與承載提供聯接服務。在設備域,將通過貼近或嵌入傳感、儀表、機器人和機床等設備的現場節點,支撐現場設備實現實時的智能互聯及智能應用。